Hur säkra är nanopartiklar för miljön?

”Desto mindre desto mer effektiva”

Nanoteknologi har potential att förändra många aspekter av våra dagliga liv eftersom den har förändrat förutsättningarna för vilka material som kan produceras. Materialegenskaperna förändras betydande när storleken för partiklarna i materialet är mindre än några tiotals nanometer. Det här  förändringarna skapar en möjlighet för en rad nya tillämpningar för materialen.

Ett välkänt exempel är solskyddskräm som bland annat innehåller zinkoxid eller titandioxid- nanopartiklar. Jämfört med större partiklar av samma material adsorberar nanopartiklar UV-ljus bättre. Dessutom adsorbera nanopartiklar det synliga ljuset i en mindre grad, vilket gör att vi blir vita på huden när vi har smörjt in oss. Förutom solkräm så har antalet produkter som innehåller nanoteknologi ökat kraftigt de senaste åren inom vitt skilda områden. Numera finns nanoteknologi i allt från båtfärg som stöter bort alger från skrovet utan att frigöra kopparjoner, till dieselbränsle som ger ett sänkt partikelutsläpp.

Nya risker

Nya material kan förstås även innebära nya risker för miljön och vår hälsa. Nanopartiklar är oftast mer reaktiva än större partiklar och har därför en potential att påverka organismer i omgivningen mer. De senaste 100 åren har vi sett flera exempel på hur en ny teknologi från början verkar riskfri, men senare visade sig vara skadlig.

Ett exempel är insektsmedlet DDT, vilket från början ansågs vara ofarligt. Senare visade det sig att DDT ackumulerades genom näringskedjan och återfanns i höga koncentrationer i fåglar där ämnet ledde till en förtunning av äggskalen. Självklart måste vi undvika ett liknande scenario för nanoteknologi! Vid utvecklingen av nanomaterialen har miljöforskare därför varit inblandade redan från början för att garantera att nanoteknologin utvecklas på ett säkert sätt innan större mängder når miljön.

Vad betyder ”risk”?

Geert Cornelis (forskare vid institutionen för mark och miljö på SLU) har forskat inom riskbedömning av nanopartiklar sedan forskningsområdet var nytt, dvs. för lite mer än tio år sen. Vid den tidpunkten bedömdes det att osäkerheten i den växande nanoteknologiproduktionen riskerade att påverka miljön och människors hälsa.

– En av de största utmaningarna inom det här nya området var att kunna hantera och studera partiklarna. Riskbedömningar inom klassik miljökemi hanterar bara kemikalier som löser upp sig och transporteras med vattenflöden som t.ex. pesticider. Nanopartiklar beter sig däremot på ett helt annat sätt, både när det gäller transport och biotillgänglighet.  Det har medfört många nya vetenskapliga frågor.

Riskbedömning är dock inte bara en vetenskaplig fråga. Egentligen finns det inga produkter som är 100 % riskfria under alla förhållanden. En liten, men dock mätbar, risk tillåts därför alltid av politikerna, speciellt när nyttan av en ny produkt tydligt kan visas. En alltför försiktig attityd kan dessutom fördröja utveckling av nya produkter och därmed försvaga den internationella konkurrenskraften för den svenska industrin.

Finns det nanopartiklar i vår omgivning?

Även en enkel fråga som ”Vad är en nanopartikel?” har skapat långa diskussioner på vetenskaplig och politisk nivå. För det första så finns det en väldigt stor mängd av nanopartiklar runt omkring oss. Om du tar upp lite jord från marken så har du genast miljarder nanopartiklar i din hand. Jord är givetvis ofarligt för människan, men att kunna urskilja om det finns nanopartiklar som tillverkats artificiellt i samma jordmängd ger en rad tekniska problem och ställer höga krav på de analystekniker som används.

Därför har det utvecklats ett antal nya analystekniker på SLU, bland annat av post-doc Jani Tuoriniemi i EU-projektet AceNANO, som kan användas för att identifiera nanopartiklar som transporteras genom jordar eller i vattendrag. Vi kan därmed mäta och identifiera de nanopartiklar som släppts ut av människor i den naturliga miljön. 

Har nanopartiklarna en negativ påverkan på oss?

För att de toxiska riskerna för en produkt ska vara låg krävs det att ett av följande antagande är sanna: (1) man kan inte mäta någon toxicitet mot organismer eller (2) det finns det inget sätt som materialet kan nå organismer, t.ex. på grund av att materialet binder starkt till vissa reaktiva ytor i miljön och därmed inte kan transporteras längre. I bägge fallen kan en ny produkt aldrig skada organismer.

Nanopartiklar som har producerats fram till idag har visat sig vara relativt ofarliga för allmänheten. På institutionen för mark och miljö undersöker forskaren Knapp Karin Norrfors bland annat hur nanopartiklar transporteras genom jorden. Deras höga reaktivitet gör att de har en hög affinitet för jordytor, vilket i sin tur gör att nanopartiklar endast transporteras över korta avstånd i jorden och därmed endast i undantagsfall når grundvattnet.

De mer reaktiva nanopartiklar som t.ex. silvernanopartiklar (som används för deras antibakteriella egenskaper), når inte heller miljön i den ursprungliga reaktiva formen. Istället så hamnar det så småningom i reningsverk efter att de används och där har forskning visat att nanopartiklarna omvandlas till mindre reaktiva former.

Behöver vi vara oroliga?

Nej, inte alls. Nanopartiklar i solskyddskräm kommer att ackumuleras i vår närmiljö men har visat sig vara ofarliga, så du kan fortsätta skydda dig mot solen. Nanoteknologi håller dock på att utvecklas till alltmer komplexa material som eventuellt kan föra med sig nya, okända effekter på människor och miljö. Jämfört med för tio år sen är vi dock mycket bättre förberedda på att kunna uppskatta den potentiella risken för dessa material. Idag finns också tekniker för att vi ska kunna mäta dem i miljön, vilket gynnar en hållbar användning av de nya produkterna.